JPS6021351B2 - 周波数スペクトル解析装置 - Google Patents
周波数スペクトル解析装置Info
- Publication number
- JPS6021351B2 JPS6021351B2 JP2778178A JP2778178A JPS6021351B2 JP S6021351 B2 JPS6021351 B2 JP S6021351B2 JP 2778178 A JP2778178 A JP 2778178A JP 2778178 A JP2778178 A JP 2778178A JP S6021351 B2 JPS6021351 B2 JP S6021351B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- frequency spectrum
- output
- envelope
- spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、時系列信号の周波数分析に於いて周波数スペ
クトルの包絡線を除去し、線スペクトルのみを抽出，強
調する周波数スペクトル解析装置に関する。
クトルの包絡線を除去し、線スペクトルのみを抽出，強
調する周波数スペクトル解析装置に関する。
水中音響信号等を周波数分析器を用いて周波数分析する
場合、水中雑音や残響等の広帯域雑音は、周波数スペク
トルの包絡線を形成し、特定音源による線スペクトルは
この包絡線に童量した形で現われる。
場合、水中雑音や残響等の広帯域雑音は、周波数スペク
トルの包絡線を形成し、特定音源による線スペクトルは
この包絡線に童量した形で現われる。
通常包絡線レベルは周波数帯域により異なるので、これ
をそのままダイナミックレンジの狭いヴラウン管ディス
プレィャや放電記録器等の表示装置に入力した場合、限
られた包絡線レベル範囲内にある線スペクトルしか表示
できない欠点があった。本発明の目的は、上記した従釆
技術の欠点を除去し、周波数スペクトルの包絡線レベル
を分析周波数全体にわたって均一化して、線スペクトル
のみを抽出、強調する周波数スペクトルのスムージング
方式を提供するにある。
をそのままダイナミックレンジの狭いヴラウン管ディス
プレィャや放電記録器等の表示装置に入力した場合、限
られた包絡線レベル範囲内にある線スペクトルしか表示
できない欠点があった。本発明の目的は、上記した従釆
技術の欠点を除去し、周波数スペクトルの包絡線レベル
を分析周波数全体にわたって均一化して、線スペクトル
のみを抽出、強調する周波数スペクトルのスムージング
方式を提供するにある。
周波数スペクトルから線スペクトルのみを抽出するには
、その周波数スペクトルから包絡線成分だけを取除けば
よい点に着眼したのであって、その特徴とするところは
、時系列入力信号を周波数スペクトルのディジタル離散
列に変換し、ディジタル量として出力する周波数分析手
段と、該周波数分析手段よりの出力ディジタル信号を入
力とし、出力として前記周波数スペクトルの包絡線を得
る再帰形ディジタルフィル夕で構成された低域フィルタ
リング手段と、前記周波数分析手段の出力周波数スペク
トルから低域フィルタリング手段よりの包絡線出力を除
算する除算手段と、該除算手段よりの出力波形を表示装
置の表示範囲に合せるべく任意の係線を乗算および加算
する手段とを有し、前記周波数スペクトルから線スペク
トルのみを抽出，強調するようにした点である。まず、
本発明の原理について説明する。
、その周波数スペクトルから包絡線成分だけを取除けば
よい点に着眼したのであって、その特徴とするところは
、時系列入力信号を周波数スペクトルのディジタル離散
列に変換し、ディジタル量として出力する周波数分析手
段と、該周波数分析手段よりの出力ディジタル信号を入
力とし、出力として前記周波数スペクトルの包絡線を得
る再帰形ディジタルフィル夕で構成された低域フィルタ
リング手段と、前記周波数分析手段の出力周波数スペク
トルから低域フィルタリング手段よりの包絡線出力を除
算する除算手段と、該除算手段よりの出力波形を表示装
置の表示範囲に合せるべく任意の係線を乗算および加算
する手段とを有し、前記周波数スペクトルから線スペク
トルのみを抽出，強調するようにした点である。まず、
本発明の原理について説明する。
水中雑音や残響等の広帯域雑音は、一般にガウス雑音と
みなされ、良く知られているようにガウス雑音の周波数
スペクトルをＲ、その包絡線をＲとすると、ＲとＲの比
Ｒ ．．．．．．・・・【１’ａ
＝良の確率密度関数Ｐ（ａ）はしーレー分布し、雑音レ
ベルの強弱に関係なく柵＝蓑ａｅＸＰ（−牛ａ２）‐‐
‐‐‐‐‐‐‐｛２｝で与えられる。
みなされ、良く知られているようにガウス雑音の周波数
スペクトルをＲ、その包絡線をＲとすると、ＲとＲの比
Ｒ ．．．．．．・・・【１’ａ
＝良の確率密度関数Ｐ（ａ）はしーレー分布し、雑音レ
ベルの強弱に関係なく柵＝蓑ａｅＸＰ（−牛ａ２）‐‐
‐‐‐‐‐‐‐｛２｝で与えられる。
またａの平均値は明らかに１である。従がつて、周波数
スペクトルを、その包絡線で割り算することにより、水
中雑音や残響等の広帯域雑音は１を平均値として均一に
分布し、一方、特定音源による線スペクトルはこれに重
畳して現れるから表示装置のスレツショルドレベルを１
の近傍に合せておけば、包総線レベルの強弱に関係なく
、線スペクトルのみを抽出，強調して表示できる。
スペクトルを、その包絡線で割り算することにより、水
中雑音や残響等の広帯域雑音は１を平均値として均一に
分布し、一方、特定音源による線スペクトルはこれに重
畳して現れるから表示装置のスレツショルドレベルを１
の近傍に合せておけば、包総線レベルの強弱に関係なく
、線スペクトルのみを抽出，強調して表示できる。
周波数スペクトルの包絡線は、周波数スペクトルを時系
列入力とするディジタル低域フィル夕に通すことにより
得られる。
列入力とするディジタル低域フィル夕に通すことにより
得られる。
周波数スペクトルのディジタル離散列をＸ（ｎ）（以下
に示すｎを変数とする数は、ディジタル離散列を表わす
）とし、これを入力とする再帰形ディジタルフィル夕の
出力をＹ（ｎ）とすると、例えばｙ（ｎ）＝台母｛Ｘ（
ｎ）＋ｋ・Ｘ（ｎ−１）｝十ｋが（ｎ−１）
………【３’なる演算から、ｋ，及びｋ２を適当に設定
することにより、Ｘ（ｎ）の包絡線に相当するｙ（ｎ）
が得られる。
に示すｎを変数とする数は、ディジタル離散列を表わす
）とし、これを入力とする再帰形ディジタルフィル夕の
出力をＹ（ｎ）とすると、例えばｙ（ｎ）＝台母｛Ｘ（
ｎ）＋ｋ・Ｘ（ｎ−１）｝十ｋが（ｎ−１）
………【３’なる演算から、ｋ，及びｋ２を適当に設定
することにより、Ｘ（ｎ）の包絡線に相当するｙ（ｎ）
が得られる。
次にＺ（ｎ）＝器 肌．・・‘４〕
なる演算により、広帯域雑音の平均値は１になり、分析
周波数全体にわたって均一に分布させることができる。
周波数全体にわたって均一に分布させることができる。
さらに、ｄ（ｎ）＝Ｇ・ｚ（ｎ）十Ｂ………【５）なる
演算により、ゲインＧ及びバイアスＢを与えると、使用
する表示装置のタィナミックレンジに応じて、周波数ス
ペクトルの振幅及び平均値を最適値に設定でき、周波数
スペクトルの包絡線レベルに関係なく、分析周波数全体
にわたって線スペクトルを抽出，強調して表示すること
ができる。
演算により、ゲインＧ及びバイアスＢを与えると、使用
する表示装置のタィナミックレンジに応じて、周波数ス
ペクトルの振幅及び平均値を最適値に設定でき、周波数
スペクトルの包絡線レベルに関係なく、分析周波数全体
にわたって線スペクトルを抽出，強調して表示すること
ができる。
以下、添付図に従って本発明を詳述する。
第１図は本発明による周波数スペクトルのスムジング方
式を説明するための−実施ブロック図であって、図中、
１は入力される時系列入力信号を周波数スペクトルのデ
ィジタル離散列に変換する周波数分析器、２はその周波
数分析器１の出力部に設けた再帰形ディジタルフィル夕
（低域）、３は周波数分析器１の出力である周波数スペ
クトルから再帰形ディジタルフィル夕２の出力である包
絡線を除算する除算器、４は除算器３の出力波形を表示
装置６の表示範囲に合わせるため、任意の係数を乗算す
る乗算器５はその乗算結果にバイアス係数を加算するた
めの加算器、６はその加算結果を表示する表示装置であ
り、これらは図示の如く接続してある。
式を説明するための−実施ブロック図であって、図中、
１は入力される時系列入力信号を周波数スペクトルのデ
ィジタル離散列に変換する周波数分析器、２はその周波
数分析器１の出力部に設けた再帰形ディジタルフィル夕
（低域）、３は周波数分析器１の出力である周波数スペ
クトルから再帰形ディジタルフィル夕２の出力である包
絡線を除算する除算器、４は除算器３の出力波形を表示
装置６の表示範囲に合わせるため、任意の係数を乗算す
る乗算器５はその乗算結果にバイアス係数を加算するた
めの加算器、６はその加算結果を表示する表示装置であ
り、これらは図示の如く接続してある。
第１図において、時系列入力信号は、周波数分析器１で
、周波数スペクトルのディジタル離散列に変換される。
、周波数スペクトルのディジタル離散列に変換される。
この周波数分析器１の出力信号をアナログ量で示すと第
２図ａの如くなる。また、上記出力信号を再帰形ディジ
タルフィル夕２に通して前述糊式の演算を繰返し行うと
、第２図ｂに示すような周波数スペクトルの包絡線が得
られる。次に、除算器３で周波数スペクトルからその包
絡線を除算すると、第２図ｃに示すように、包絡線が１
を平均値として均一に分布する波形が得られる。この波
形を表示装置の表示範囲に合わせるため、乗算器４でゲ
インの係数Ｇを案算し、加算器５でバイアスの係数Ｂを
加算して、これらの値を適当に調整することにより、線
スペクトルを分析周波数全体にわたって有効に抽出，強
調して表示装置６に表示することができる。以上述べた
ように、本発明によれば、周波数スペクトルのうち雑音
スペクトルを分析周波数全体にわたって均一化でき、線
スペクトルの識別が容易になる。
２図ａの如くなる。また、上記出力信号を再帰形ディジ
タルフィル夕２に通して前述糊式の演算を繰返し行うと
、第２図ｂに示すような周波数スペクトルの包絡線が得
られる。次に、除算器３で周波数スペクトルからその包
絡線を除算すると、第２図ｃに示すように、包絡線が１
を平均値として均一に分布する波形が得られる。この波
形を表示装置の表示範囲に合わせるため、乗算器４でゲ
インの係数Ｇを案算し、加算器５でバイアスの係数Ｂを
加算して、これらの値を適当に調整することにより、線
スペクトルを分析周波数全体にわたって有効に抽出，強
調して表示装置６に表示することができる。以上述べた
ように、本発明によれば、周波数スペクトルのうち雑音
スペクトルを分析周波数全体にわたって均一化でき、線
スペクトルの識別が容易になる。
また、スムージング出力のダイナミックレンジを任意設
定できるため、任意の表示装置に表示できる。更に、周
波数分析器に高速フーリエ変換等のディジタル的手段を
用いることにより、全系統に渡ってディジタル処理が行
え、特に、マイクロプログラム制御方式のハードウェア
を用いれば、除算器，乗算器等のハードウェアを追加す
ることなしに、容易に本発明は実施できる。
定できるため、任意の表示装置に表示できる。更に、周
波数分析器に高速フーリエ変換等のディジタル的手段を
用いることにより、全系統に渡ってディジタル処理が行
え、特に、マイクロプログラム制御方式のハードウェア
を用いれば、除算器，乗算器等のハードウェアを追加す
ることなしに、容易に本発明は実施できる。
第１図は、本発明によるスムージィング方式の一実施例
を示すブロック図、第２図ａは周波数スペクトルを示す
グラフ、第２図ｂは周波数スペクトルの包絡線を示すグ
ラフ、第２図ｃはスムージイング出力を示すグラフであ
る。 １・・・・・・周波数分析器、２・・・・・・再帰形デ
ィジタルフィル夕、３・・・・・・除算器、４・・…・
乗算器、５・・・・・・加算器、６・・・・・・表示装
置。 第１図 第２図
を示すブロック図、第２図ａは周波数スペクトルを示す
グラフ、第２図ｂは周波数スペクトルの包絡線を示すグ
ラフ、第２図ｃはスムージイング出力を示すグラフであ
る。 １・・・・・・周波数分析器、２・・・・・・再帰形デ
ィジタルフィル夕、３・・・・・・除算器、４・・…・
乗算器、５・・・・・・加算器、６・・・・・・表示装
置。 第１図 第２図
Claims (1)
- １ 時系列入力信号を周波数スペクトルのデイジタル離
散列に変換し、デイジタル量として出力する周波数分析
手段と、該周波数分析手段より出力デイジタル信号を入
力とし、出力として前記周波数スペクトルの包絡線を得
る再帰形デイジタルフイルタで構成された低域フイルタ
リング手段と、前記周波数分析手段の出力周波数スペク
トルから低域フイルタリング手段よりの包絡線出力を除
算手段と、該除算手段よりの出力波形を表示装置の表示
範囲に合せるべく任意の係数を乗算および加算する手段
とを有し、前記周波数スペクトルから線スペクトルのみ
を抽出，強調することを特徴とする周波数スペクトル解
析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2778178A JPS6021351B2 (ja) | 1978-03-13 | 1978-03-13 | 周波数スペクトル解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2778178A JPS6021351B2 (ja) | 1978-03-13 | 1978-03-13 | 周波数スペクトル解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54121180A JPS54121180A (en) | 1979-09-20 |
| JPS6021351B2 true JPS6021351B2 (ja) | 1985-05-27 |
Family
ID=12230508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2778178A Expired JPS6021351B2 (ja) | 1978-03-13 | 1978-03-13 | 周波数スペクトル解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021351B2 (ja) |
-
1978
- 1978-03-13 JP JP2778178A patent/JPS6021351B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54121180A (en) | 1979-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0297461B1 (en) | Amplitude compressing/Expanding circuit | |
| US6370255B1 (en) | Loudness-controlled processing of acoustic signals | |
| US5642732A (en) | Apparatus and method for estimating missing doppler signals and spectra | |
| US7508948B2 (en) | Reverberation removal | |
| US8116471B2 (en) | Audio signal dereverberation | |
| WO2004036552A1 (en) | Noise reduction in subbanded speech signals | |
| US7099417B2 (en) | Trace video filtering using wavelet de-noising techniques | |
| US10382857B1 (en) | Automatic level control for psychoacoustic bass enhancement | |
| Grace et al. | Quadrature Sampling of High‐Frequency Waveforms | |
| US10128809B2 (en) | Intelligent method and apparatus for spectral expansion of an input signal | |
| de Pinto | Filters for the reduction of baseline wander and muscle artifact in the ECG | |
| US4809331A (en) | Apparatus and methods for speech analysis | |
| Hall | Monaural phase effect: Cancellation and reinforcement of distortion products f 2− f 1 and 2f 1− f 2 | |
| EP1800218A2 (en) | Apparatus for and method of signal processing | |
| US5089981A (en) | Hybrid form digital filter | |
| US5703797A (en) | Method and apparatus for testing acoustical devices, including hearing aids and the like | |
| JPS6021351B2 (ja) | 周波数スペクトル解析装置 | |
| JP2830276B2 (ja) | 信号処理装置 | |
| SE444750B (sv) | Metod for att pa elektronisk veg astadkomma fortydligande av ljud- eller bildinformation jemte anordning for utforande av metoden | |
| JPS5819208B2 (ja) | 周波数スペクトル解析装置 | |
| Davis | Octave and fractional octave band digital filtering based on the proposed ANSI standard | |
| JPH0527751A (ja) | 自動採譜装置等に用いられるテンポ抽出装置 | |
| NL8005449A (nl) | Synthese inrichting voor geluid. | |
| JPH06175691A (ja) | 音声強調装置と音声強調方法 | |
| US4475166A (en) | Digital signal processing apparatus with improved display |